Prima puntata di un dossier di BAM (Barche a Motore) per provare a fare un po’ di chiarezza: cosa significa nautica sostenibile? Sicuramente bisogna considerare il processo di elettrificazione che coinvolge tutti gli ambiti della mobilità, la barca è però un oggetto (anzi un luogo) complesso e diverso da tutti gli altri mezzi di trasporto...

Il punto di partenza? Non esiste un “Piano B”, o meglio: “Non abbiamo un Planet B”. Il tema della sostenibilità  è all’ordine del giorno se non alla base, di ogni piano di sviluppo aziendale, nazionale o globale che sia. In fondo lo è anche, o dovrebbe esserselo, alla base di ogni azione individuale. Così è, per fortuna delle le generazioni future.

Nautica sostenibile, automotive docet

La strada è già stata indicata e ci  arriva “di rimbalzo,” già decisa ed elaborata da altri ambiti, più grossi e decisamente in anticipo. Primo fra tutti il mondo della auto. La via maestra sarà quella dell’elettrificazione. Una data incombe: dal 2035 non potranno più essere vendute auto nuove con motori endotermici.
Si può essere d’accordo o meno ma, in ogni caso, serve capire cosa questo comporti per il popolo dei velisti e dei naviganti in generale. Quello dell’elettrificazione non è il solo punto da affrontare, ma certamente il primo partendo dalla distinzione: diesel-elettrico, ibrido “marino” o full-electric?

Partiamo dalle basi

Questa è la distinzione tipica, “accademica”, che viene fatta di solito per approcciare un tema piuttosto complesso. Vedremo nel corso dell’inchiesta gli ultimi sviluppi tecnologici queste distinzioni andranno a confondersi. Il nuovo approccio progettuale è molto più “olistico”, considera il luogo barca nel suo complesso (soprattutto nel suo voler diventare sempre più sostenibile) alla ricerca di un’efficienza finale che non considera solo l’elettrificazione. A fine articolo trovate il sommario con tutti gli argomenti che andremo a trattare.

Si fa presto dire Ibrido…

Semplificando al massimo si può dire che una barca ibrida è un sistema dove lavorano insieme il tradizionale motore diesel e quello elettrico. Da come è strutturata l’interazione tra i due si possono avere diversi livelli di ibridazione. Bisogna però fare attenzione a non confondersi con ciò che è il cosiddetto diesel-elettrico che in ambito marino ha una lunga storia che parte dall’inizio del secolo scorso, applicato prima sui sommergibili tedeschi (argomento lungo e affascinate che meriterebbe una lunga narrazione a parte e poi anche sulle grandi navi commerciali e, attualmente, anche sulle navi da crociera.

Il diesel-elettrico

Nel sistema diesel-elettrico il motore endotermico ha la funzione di gruppo elettrogeno e  fornisce l’energia per far funzionare il motore elettrico che fa girare l’elica. Sulle grandi navi da crociera, per esempio, vengono realizzate  delle vere centrali elettriche che poi riforniscono tutte le esigenze di hotelerie necessarie per migliaia di persone a bordo. Lo stesso modello viene adottato su molti superyacht  a motore, soprattutto dislocanti. Con il diesel elettrico il motore a combustione non è meccanicamente collegato al motore elettrico che muove l’asse dell’elica”.

Ibrido in serie

Lo stesso avviene quando viene realizzato un sistema ibrido in serie. Il motore endotermico ha la funzione di gruppo elettrogeno e produce corrente che può essere allocata negli accumulatori o essere direttamente utilizzata dai motori. Qui in più, rispetto al diesel elettrico, c’è la presenza degli accumulatori. Questo sistema è utilizzato principalmente dalle grandi unità da diporto semidislocanti e dislocanti, o navi commerciali. Su imbarcazioni più piccole un sistema simile, con piccoli gruppi elettrogeni che funzionano, per mutuare il linguaggio delle auto, come range estender.

Ibrido in parallelo

Qui il motore endotermico è collegato meccanicamente con l’asse dell’elica, ma tra i due si  inseriscono delle “variabili” elettriche e meccaniche. In questo ambito i vari produttori sia di propulsioni che i cantieri stanno investendo molto. In altre parole, per il mondo della nautica a motore, è qui che si stanno concentrando gran parte dei loro sforzi. C’è una connessione meccanica fra il motore endotermico, il motore elettrico e l’asse dell’elica, il layout di queste connessioni può essere di diverso tipo e consente diversi livelli di funzionamento, per adeguarsi alle esigenze di navigazione (solo elettrico, solo diesel, booster, ricarica, solo hotelerie, sistemi misti e così via..).

Full-electric

Qui si arriva ad eliminare del tutto l’uso dei combustibili fossili, l’energia è immagazzinata a bordo non con combustibili liquidi: gasolio, benzina (esistono poi GPL e gas naturali oppure combustibili gassosi, Metano e  Idrogeno ma le applicazioni nel mondo della nautica, seppur realizzate rappresentano ancora numeri ridottissimi), bensì con accumulatori di energia elettrica, le batterie. È sicuramente la strada più percorsa e più percorribile per il mondo delle barche a vela (soprattutto fino ad un certa dimensione) e, in linea teorica, è anche la più green delle soluzioni, con emissioni zero durante l’esercizio. È però anche quella che comporta due grandi problemi di base: la rete infrastrutturale e l’autonomia. Di entrambi parleremo nel dettaglio nelle prossime puntate.

La gestione dell’elettronica di potenza. Al centro di tutto

Al di là di motori, eliche, trasmissioni, combustibili gran parte della battaglia, anche se a molti sfugge, il centro della battaglia “nell’invisibile” mondo dell’elettronica. “Non esiste potenza senza controllo”, citazione stra-abusata, ma che qui funziona alla perfezione: qualsiasi sia la scelta del sistema propulsivo bisognerà poi gestire nel migliore dei modi la potenza. Un controllo intelligente dei sistemi che producono energia a bordo permette di generare ed utilizzare energia elettrica a basso costo e con emissioni ridotte. Significa gestire in maniera efficiente ed efficace l’interazione tra il modo elettrico e quello diesel e in full-electric consente prima di tutto di immagazzinare e amministrare al meglio l’energia (e magari l’interazione con altre possibili fonti di energia a bordo, come il solare). Diventa quindi vitale il Power Managment System (PMS) l’intelligenza che gestisce le forme di potenza e di energia disponibili. È sempre lei che può garantire sicurezza a bordo, soprattutto in un ambiente, quello marino, molto “aggressivo” verso tutti ciò che di elettrico c’è in barca. E anche di questo parleremo nel dettaglio nelle prossime puntate.

Cosa troverai nelle prossime puntate:

Elettrificazione

– Sistemi di propulsione
– L’elettronica di potenza
– Infrastrutture
– Stoccaggio

Sostenibilità nel processo progettuale Obiettivo? L’efficienza ed economia circolare
– carene
– materiali
– propulsioni (elettrico per forza?)
– accessori
– pensare allo smaltimento finale
– simbiosi con il processo di produzione aziendale

Gli impianti (i cantieri):
–  tecniche di costruzione
– organizzazione dei siti produttivi
– fonti di energia

Lo smaltimento
– Come si fa?
– Dove si fa?
– Chi lo fa?